CN1132112A - 一种催化剂的不等高装填方法 - Google Patents
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Abstract
一种气固相多段冷激式固定床反应器内催化剂的装填方法，其特征在于催化剂采用不等高装填，以上部第一段床层高度为基准，自上向下各段高度比例为1∶1.1-1∶5，自上向下高度逐层增加。且将一种几何形状与催化剂完全相同的而无任何催化活性的惰性填料与催化剂以体积比1∶2-1∶3比例充分混合后装填于比例不等的床层中。
Description
本发明涉及一种气固相多段冷激式固定床反应器内催化剂的不等高装填方法。
对某些强的放热反应，如稀乙烯与苯在催化剂存在的条件下进行的烷基化反应，为了取走和利用反应热，将冷干气(稀乙烯)以多段绝热激冷方式进入反应器，以保证每段床层绝热温升接近最佳反应温度。
通常采用的多段冷激式绝热反应器，催化剂床层分为2-5层，每层原料入口为冷激进料口，每层的装填高度是相等的，这种装填方法存在如下弊端：仍以稀乙烯与苯的烷基化反应为例，在第一段反应床入口处反应物中乙烯的浓度最高，从反应动力学的角度看，反应速度也越快，在完成相同转化率的情况下，在催化剂上只要停留较短的时间即可完成反应。多装的催化剂则不能起催化作用，甚至会引发不希望的副反应发生。相反在最后一段的冷激进料处，由于与上游进入该段的产物相混合，而使反应物中乙烯的浓度被稀释，反应速度大幅度减慢，要求催化剂提供更长的停留时间才能完成反应。但由于现有技术中采用等高装填催化剂的方法，该段催化剂又会感到装量不够从而达不到要求的转化率，这样必然要影响到总的转化率。
US4107224，US4922053，CN1051166A中均涉及了多床层冷激式反应器，但均为等高装填催化剂床层，所以同样存在前述缺陷。
US4922053是在催化剂存在的条件下，反应物料苯和乙烯化剂在一个多床层反应器内发生反应，生成乙苯和多乙苯等。该专利涉及了反应设备为多床层反应器，且反应器床层规定了至少为几层，但未涉及到多床层反应器设备本身如何设置床层，如床层高度的确定。
US4107224公开了一种在烷基化反应条件下，芳烃组分如苯和乙烯以气相发生反应，反应器的反应床层可为多层，通常在床层间加入冷态反应物来取走反应热。该专利未涉及多床层的结构和催化剂的装填方法。
本发明的目的在于提供一种多床层冷激式反应器内催化剂的装填方法，使得在稀乙烯与苯烷基化反应中，在进料相同的情况下，获得相同的乙烯转化率，提高催化剂的利用率，延长催化剂寿命，减少副反应发生。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
本发明将气固相多段冷激式固定床反应器内催化剂采用不等高装填，以上部第一段为基准，自上向下各段高度比例为1∶1.1--1∶5，自上向下高度逐层增加。
由于采用不等高装填后，催化剂床层第一层与最后一层高度差别较大，在一个各段直径相同的筒式反应器中，对前几段床层，将会造成气流沿径向分布不均匀，从而影响催化剂的有效利用率，为此，本发明采用一种几何形状与催化剂完全相同的而无任何催化活性的惰性填料与催化剂以体积比1∶2-1∶3比例充分混合后装填于比例不等的床层中。
上述的惰性填料包括Al2O3。
本发明具有如下效果：
1 反应器轴向温升适中，反应温度接近最佳反应温度：根据反应动力学特性，反应物浓度越高，反应速度越快，反应转化率越高，催化剂床层温升也越高。由于各段床层参与反应的反应物浓度(主要是稀乙烯浓度)依次降低，为了完成相同的转化率，反应后多床层温度保持在最佳反应温度区，要求每段催化剂用量依次增加，为此本发明采用不等高装填技术可以保证反应器轴向温升适中，反应温度接近最佳反应温度，处于最佳反应温度区。
2 反应器径向温差小：根据反应动力学要求的不等高装填的前几段催化剂床层的厚度较薄，实际反应过和中反应物气流可能出现沟流，短路等，造成反应物沿床层径向分布不均，反应不完全，从而影响催化剂的有效利用，为此本发明采用惰性填料与催化剂充分混合后的混合催化剂可以加厚催化剂床层，保证反应物沿径向分布均匀，反应完全，反应器径向温差小。
3 能保证反应选择性和转化率高，充分利用了催化剂：由于采用催化剂不等高装填和惰性填料与催化剂混装的技术，使得反应温度在反应器内各微小区域处于要求的最佳反应温度区，因此保证了反应的转化率和反应选择性均较高，且充分利用了催化剂。
附图1为反应器示意图其中 1 苯入口 2 稀乙烯入口 3 反应产物出口
以下结合附图对本发明作进一步的说明：
以稀乙烯与苯烷基化反应为例：反应器分为5层，催化剂体积比为1∶1.1∶1.7∶2.2∶3.05，原料苯从顶部(1)进入，稀乙烯经计量分别从反应器侧面2-1，2-2，2-3，2-4进入。在催化剂的作用下进行反应。反应器内各床层径向温差为第一段2.5℃，第二段2.5℃，第三段1.6℃，第四段0.4℃，第五层2.5℃；轴向温升为第一段20.6℃，第二段24,8℃，第三段28.5℃，第四段25.5℃，第五段轴向温升20℃。
Claims (3)
1 一种气固相多段冷激式固定床反应器内催化剂的装填方法，其特征在于催化剂采用不等高装填，以上部第一段床层高度为基准，自上向下各段高度比例为1∶1.1--1∶5，自上向下高度逐层增加。
2 根据权利要求1的方法，其特征在于将一种几何形状与催化剂完全相同的而无任何催化活性的惰性填料与催化剂以体积比1∶2--1∶3比例充分混合后装填于比例不等的床层中。
3 根据权利要求2的惰性填料包括惰性的Al2O3瓷条。
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